Een belangrijke voorwaarde voor ontwikkeling van broekbossen op voormalige landbouwgronden is het herstel van de gewenste hydrologische condities, met hoge grondwaterstanden in winter en voorjaar en aanvoer van grondwater gedurende tenminste een belangrijk deel van het jaar (zie par. 2.4). Herstel van de hydrologie is het meest kansrijk in gebieden met een forse kweldruk, waarbij de stijghoogte in de ondergrond tot aan of boven maaiveld staat. In gebieden waar de stijghoogte in de ondergrond nabij of onder het maaiveld staat, leidt de noodzakelijke vernatting tot infiltratie van regenwater en daarmee tot verzuring. In die gevallen kan afgraven van de bovengrond noodzakelijk zijn om natte, grondwater gevoede situaties te creëren. Wanneer de stijghoogte ver onder maaiveld staat is ook deze maatregel onvoldoende en moet worden nagedacht over andere natuurdoelen.
Zoals aangegeven in hoofdstuk 4 is het belangrijk dat vernatting niet te sterk wordt doorgevoerd omdat dan interne eutrofiering op kan treden.
Ontwikkeling van elzen onder relatief te droge omstandigheden kan echter ook tot problemen leiden indien later de waterstanden verhoogd worden. Zo onderzochten Douda e.a. (2009) elzenbroekbossen die zich sinds het einde van de negentiende eeuw spontaan hadden ontwikkeld op voormalige sterk
gedraineerde graslanden in Tsjechië. Op vier van de vijf onderzochte locaties vond aan het begin van de jaren 70 een zeer sterke sterfte plaats van de Elzen. Deze sterfte kon worden gekoppeld aan een sterke stijging van de grondwaterstanden als gevolg van het verlanden van de drainage sloten die oorspronkelijk in het gebied aanwezig waren. Mede op grond van aanvullend literatuuronderzoek lieten zij zien dat Zwarte elzen, die van oorsprong op een relatief droge bodem tot ontwikkeling zijn gekomen, het slecht doen bij plotselinge vernatting. Dit heeft zeer waarschijnlijk te maken met de diepte van de doorworteling van de bodem waardoor wortelschade optreedt bij stijging van de grondwaterstanden. Zwarte elzen die op relatief droge bodems tot ontwikkeling zijn gekomen kunnen dus niet zonder meer vernat worden in een later stadium. Met name voor de ontwikkeling van broekbossen op
landbouwgrond is het belangrijk om hier rekening mee te houden. Het lijkt dus van belang eerst de hydrologie te herstellen alvorens bos ontwikkeld wordt. Er zijn ook signalen dat in de Drentse Aa succesvol elzenbroekbos is ontwikkeld alvorens te vernatten. Het is echter onbekend in welke mate de grondwaterstand hier is toegenomen en wat de kwaliteit en leeftijd van deze broekbossen is. Zoals aangegeven in hoofdstuk 5 hangt de gevoeligheid voor vernatting mede af van de tijdsduur en tijdstip van inundatie en de leeftijd van de bomen.
Het is de vraag of het enkel nemen van (de juiste) hydrologische ingrepen toereikend is voor het herstel van elzenbroekbossen op voormalige
landbouwgronden. Deze zijn immers jarenlang bemest waardoor de toplaag van de bodem doorgaans rijker zal zijn aan nutriënten (zowel N als P) dan (verdroogde) elzenbroekbossen (figuur 6.1). Een goede maat voor de
plantenbeschikbare P concentratie is de Olsen-P concentratie van de bodem. Voor (verdroogde) elzenbroekbossen worden Olsen-P concentraties gemeten die liggen tussen de 200 en 800 µmol per liter bodemvolume. In figuur 6.1 zien we dat de landbouwgronden in beekdalen veelal veel rijker zijn aan Olsen-P. De totaal-P concentratie van de bodem ligt vaak, doch niet altijd, onder de 20 mmol per liter bodemvolume. Verder valt op dat in natte broekbossen ammonium de dominante stikstof vorm is, terwijl dit op droge landbouwgrond meestal nitraat is, en dat de concentratie NH4+-NaCl in broekbossen niet afwijkt van die in landbouwgronden. De relatief lagere nitraatconcentraties in broekbossen worden veroorzaakt door de geringere nitrificatie en snellere denitrificatie in deze natte systemen.
De rol van kiemingsomstandigheden, in combinatie met de
zaadbeschikbaarheid in de eerste fase na genomen herstelmaatregelen, kan de ontwikkeling van elzenbroekbos blokkeren. Hoge gehalten aan P in de bodem kunnen de ontwikkeling van typische bosvegetaties beïnvloeden en belemmeren (Koerner et al., 1997, Verheyen et al., 1999). Een hoge
fosfaatbeschikbaarheid kan indirect de groei van karakteristieke vegetatie al in een zeer vroeg stadium van bosvorming remmen, omdat P gelimiteerde ruigtekruiden als Urtica dioica (Pigott, 1971) hoge abundanties kunnen aannemen (De Keersmaeker et al., 2004; Honnay et al., 1999; Orczewska, 2009; Verheyen & Hermy, 2001). Ook kan opslag van populieren de
ontwikkeling van elzenbroekbos blokkeren. Het is niet bekend hoe (de ondergroei van) Elzenbroek zich kwalitatief zal ontwikkelen bij verschillende nutriëntengehalten in de bodem (van mesotroof tot uiterst eutroof). Het is echter aannemelijk dat soorten als Liesgras en Pitrus eenzelfde uitwerking zullen hebben indien de nutriëntenbeschikbaarheid hoog is. Observaties in het veld laten zien dat beoogde ontwikkeling van Elzenbos op rijke
landbouwgrond in o.a. het Beekbergerwoud sterk word gefrustreerd door de ontwikkeling van een zeer ruige soortenarme ondergroei.
Het is aannemelijk dat de hoge fosfaatbeschikbaarheid in landbouwbodem, naast een indirect effect, ook een direct effect kan hebben op de
karakteristieke ondergroei van een broekbos. Een acht jaar durend onderzoek in België toonde aan dat geherintroduceerde kruiden tien maal zoveel fosfor opnemen in nieuw aangeplante bossen op landbouwgronden dan in (oude) natuurlijke bossen. De hogere P opname ging gepaard met een kortere levensduur van de kruiden en een hogere turnover tussen de verschillende bosstadia. De relatief korte levensduur van de kruiden onder P rijke condities bleek met name een negatieve invloed te hebben op de abundantie van langzaam koloniserende planten als Primula elatior (Slanke sleutelbloem). Snel koloniserende planten als Geum urbanum (Geel nagelkruid)
daarentegen, konden door hun snelle nieuwe vestigingsmogelijkheden
hiervoor compenseren (Baeten et al., 2009). De bevindingen komen overeen met die van Gilbert (2003) die aantoonde dat het tijdstip en de frequentie van het aanbrengen van bepaalde zaadmengsels aan fosfaatrijke graslanden enkel een positieve invloed had op de diversiteit op de korte termijn (eerste drie jaar). Het is waarschijnlijk dat dit ook zal gelden voor de karakteristieke ondergroei in broekbossen, wanneer die zich ontwikkelt op voedselrijke
voormalige landbouwgrond. Zo is het goed denkbaar dat de massale groei van Pitrus op voormalige landbouwgrond in o.a. het Beekbergerwoud en de
Ruiting (figuur 6.2) de beoogde ontwikkeling van Elzen en de karakteristieke soorten in de ondergroei belemmeren.
In Polen is onderzoek naar de kolonisatiesnelheid van typische soorten uit de ondergroei van elzenbroekbossen verricht in nieuwe elzenbroekbossen op landbouwgrond grenzend aan bestaande oude broekbossen (Orczewska, 2009). Hieruit kwam naar voren dat de gemiddelde migratiesnelheid van de soorten ligt tussen de 1,2 en 1,6 m per jaar. Sommige soorten bereikte echter snelheden van meer dan 4 m per jaar terwijl er ook soorten waren die zeer langzaam of niet koloniseerden. Verder bleek de vegetatiesamenstelling in belangrijke mate samen te hangen met de leeftijd van de nieuwe bossen en de bedekking met brandnetel (Urtica dioica). Ook uit vele andere studies blijkt dat een excessieve groei van brandnetel de vestiging en uitbreiding van doelsoorten sterk kan beperken.
De groei van brandnetel wordt behalve door de voedselrijkdom van de bodem, ook gestimuleerd door hoge lichtniveaus en relatieve droge
omstandigheden. Het is bekend dat open plekken in een bos kunnen leiden tot een versnelde mineralisatie en verhoogde beschikbaarheid van stikstof voor planten (Prescott, 2002). Met name het microklimaat (temperatuur en vochtigheid) in een bos, alsmede de veranderingen van de litterkwaliteit en verminderde opname van nutriënten door bomen en micro-organismen lijken hierbij bepalend te zijn. Dit betekent, omgekeerd redenerend, ook dat de ontwikkeling van een bos op termijn kan leiden tot een afname van de fertiliteit van een landbouwbodem. Meer onderzoek op dit terrein is echter nodig.
De kansen op succesvol herstel zullen waarschijnlijk sterk toenemen wanneer de landbouwgronden worden verschraald. Verschralen van voormalige
landbouwgronden kan snel bereikt worden door de met nutriënten verrijkte bodem te verwijderen (Smolders et al., 2008). Met name wanneer er sprake is geweest van bezanding ligt dit ook erg voor hand, omdat hiermee ook het oorspronkelijk maaiveld wordt hersteld (figuur 6.3). Een bijkomend voordeel kan zijn dat het grondwater dichter bij het maaiveld komt en lokale
hydrologische ingrepen eerder voldoen. Ook uitmijnen en verschralen door maaien en afvoeren zijn opties om de landbouwbodem, op de langere termijn, te kunnen verschralen (Koopmans et al., 2004). Wel is het zaak om dit dan
onder gedraineerde condities uit te voeren, omdat maaien in het natte vaak zeer problematisch is. Een andere, nog nader te onderzoeken maatregel, zou het uitmijnen onder natte condities kunnen zijn met behulp van de
Kroosvaren (Azolla filiculoides). Deze soort is namelijk zeer efficiënt in het opnemen van fosfaat uit een gebufferde waterlaag met behulp van de wortels. Hierdoor zou verschralen hand in hand kunnen gaan met semi-permanente waterberging. Ook hakhoutbeheer zou een bijdrage kunnen leveren aan verschraling, omdat met het hout ook nutriënten worden afgevoerd. De meeste broekbossen zijn ooit ontstaan als hakhoutbossen. Herstel van hakhoutbeheer kan echter ook nadelige effecten hebben door onder meer verstoring van de bodem (zie par. 2.8).
Aanplanten van Els en toedienen van boslitter, na uitvoering van een verschralingsbeleid, zou wellicht verder bij kunnen dragen tot een positieve ontwikkeling van broekbossen met een diverse ondergroei. Ook kan de aanvoer van boslitter uit een goed ontwikkeld Elzenbroekbos bijdrage aan de introductie van de gewenste bodemfauna en bodemflora (schimmels). Zo blijkt Frankia vrijwel altijd vrijlevend voor te komen in bodems met geïnfecteerde boomsoorten (Valdez, 2008). Verder is aangetoond dat
introductie van Alnus-littter (1% in gemalen vorm door de bodem gemengd) leidt tot een forse toename van de stikstofbinding en groei van Zwarte Els ten opzichte van elzen die op minerale bodems groeiden (Nickel e.a., 2001). Bomen beïnvloeden doorgaans de ondergroei door verandering van het licht regime en de productie van litter met een bepaalde chemische kwaliteit. Litterproductie door Alnus spp., Quercus pp. en Fagus pp. hebben een
verlagend effect op de zuurgraad van de bodem. Echter, litter van Alnus spp. is beter afbreekbaar dan dat van Quercus en Fagus spp. (Dossche, 1998) en werkt niet verzurend. Er zijn indicaties dat het kiemings- en vestigingssucces van kruiden op verzuringgevoelige bodem sterk onder invloed staat van de kwaliteit van de litter en dus de boomsoort. Uit experimenten is gebleken dat kieming van ruigtesoorten verhoudingsgewijs meer optreedt in litter van de
Populus x euramericana in vergelijking met litter van andere boomsoorten
(Alnus glutinosa, Acer pseudoplatanus en Fagus sylvatica, (Thomaes et al., 2011)). Samen met de grotere lichtdoorval is dit waarschijnlijk de
belangrijkste oorzaak voor de meestal veel ruigere ondergroei in
populierenbossen vergeleken met elzen- en eikenbossen op vergelijkbare standplaatsen.
Figuur 6.1: Beschikbaarheid van nutriënten in de bodem toplaag (0-20cm) van landbouwgronden (n=185) en Elzenbroek in voormalige kwelkernen met goed ontwikkelde ondergroei (o.a. Carex spec, Caltha palustris) in Nederland (n=11-23) (Dataset Onderzoekscentrum B-ware).
Figure 6.1: Availability of nutrients in the top layer of soil (0-20cm) of agricultural land (n=185) and Alder brook in former seepage cores with well developed undergrowth (including Carex spec, Caltha palustris) in the Netherlands (n=11-23) (Dataset B-WARE Research Centre).
Figuur 6.2: Ontwikkeling van een ruigtevegetatie (voornamelijk Pitrus) op voormalige landbouwgrond in het Beekdal van de Essche Stroom (de Ruiting),
0 25 50 75 100 125 150 175 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Olsen-P (µmol/L) To ta al -P ( m m o l/L) Landbouwgronden Elzenbroek 1 10 100 1000 10000 100000 1 10 100 1000 10000 100000 NH4+-NaCl (µmol/L) NO 3 - -N aC l ( µ m o l/L) Landbouwgronden Elzenbroek
waar het beoogde te ontwikkelen natuurtype moeras met riet, wilgen en elzen is (foto: E. Lucassen).
Figure 6.2: Development of rough vegetation (particularly Juncus effusus) on former agricultural land in the Essche Stroom (de Ruiting) Beekdal, where the intended development of natural marsh with reeds, willow and Alder is located (photo: E. Lucassen).
Figuur 6.3: Totaal-P concentratie van bezande veenbodems gelegen in de buurt van Broekbosrestanten in beekdalen. De oranje balken geven de veenbodem weer, de donkergrijze balken de opgebrachte zandbodem.
Figure 6.3: Total P concentration of peat soils with coarse sand located near alluvial forest residues in brook valleys. The orange bars indicate the peat soil, the dark grey bars indicate the sandy soil.